专利名称：喷水推进装置增加推力的方法
技术领域：
本发明涉及一种喷水推进装置增加推力的方法，尤指一种利用导入的气体，使喷水推进装置增加推力的方法。
背景技术：
目前对于喷水推进装置增大推力的方法，大致上包括加大螺旋桨马力，或为不同需求而设计的不同螺旋桨形状、螺旋桨攻角，或传动系统等机械方法。图I所示是现有一种船体20的喷水推进装置10的结构示意图，其包括一动力引
擎11，导水通道12、螺旋桨13、喷嘴14及一导向喷嘴15。图2所示是显示上述喷水推进装置10的水流流经该喷嘴14的示意图，由于该喷嘴14出口为纯水流141，因此无法提供较强的反作用力来增进推力，因此尚有改善空间。但是，如为了改善上述问题点，过于复杂的设计，或是会改变螺旋桨的构造的设计，并非能轻易完成，且所费不赀。是以，如何能以低成本来增进螺旋桨的推力，进而提升喷水推进装置的推进效率及减少燃油的消耗，已成为喷水推进装置制造厂，乃至学术研究单位所欲解决的课题。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种喷水推进装置增加推力的方法，其勿须变更任何原设计，仅须在喷水推进装置内于该高速轴向水流通过的区域，设置气体释出口，利用伯努利原理(Bernoulli’ s Principle),以负压来导入气体，进而达到增进推力的功效。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种喷水推进装置增加推力的方法，尤指一种利用导入的气体，使喷水推进装置增加推力的方法，其包括a)提供一船体，其预定位置装设有一喷水推进装置，其包括一动力引擎，用以带动一螺旋桨，一供该螺旋桨容置其中的导水通道，及一设于该导水通道出口端的喷嘴所构成，并以该螺旋桨作用于水中，使该导水通道内形成一高速轴向水流，且该喷嘴具有缩小出口
管径；b)在该喷水推进装置内于该高速轴向水流通过的区域，设有一个以上的气体释出Π ；c)提供一气体导入装置，其包括至少一导气管体，该导气管体上端具有一进气口而设在该船体预定处，而下段部连接至该气体释出口 ；d)运用伯努利原理(Bernoulli’ s Principle)以该喷水推进装置内的高速轴向水流，于该气体释出口形成负压，来吸入气体；e)前述气体经由该导气管体流入该气体释出口释出与水混合后，形成众多的气泡；
f)依据气体的可压缩性原理，利用该喷嘴的缩小出口管径所构成的气体压缩器功能，使上述导入的气泡受到压缩而体积变小，再于流出该喷嘴时，利用内、外压力差变化而瞬间膨胀变大，使反作用力增大，据以增加该喷水推进装置的推力。依据本发明上述特征，该气体释出口可设在该导水通道的壁面，供该导气管体连接。该气体释出口亦可设在该喷嘴的壁面，供该导气管体连接。另，该喷嘴尾端包括具有一导向喷嘴，该气体释出口可设在该导向喷嘴的壁面，供该导气管体连接。再者，依据本发明上述特征，该螺旋桨可设有一轴向中空管，该中空管的内端与该导气管体连接，而外侧端设有连通且形成于该螺旋桨表面的气体释出口。
此外，该气体导入装置进一步利用辅助方式导入气体，包括废气利用，以引擎废气或蒸汽涡轮尾气等低压气体，送入该导气管体内。该气体导入装置更包括设有一加压装置，其由该船体的空压机、鼓风机、引擎、蒸汽涡轮或涡轮增压器其中任一所构成，以加压方式将气体送入该导气管体内。借此，本发明巧妙运用伯努利原理及气体的可压缩性原理，以及利用该喷嘴的缩小出口管径所构成的气体压缩器功能，仅以一气体导入装置及负压吸力，即可导入气体气泡来增进推力，具有节省能源成本的功效增进。本发明的有益效果是，其勿须变更任何原设计，仅须在喷水推进装置内于该高速轴向水流通过的区域，设置气体释出口，利用伯努利原理(Bernoulli’ s Principle),以负压来导入气体，进而达到增进推力的功效。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图I是现有喷水推进装置的示意图。图2是现有喷水推进装置的纯水流示意图。图3是本发明的气体气泡产生示意图。图4是本发明的气体导入装置示意图。图5是图4所示5-5断面放大剖视图。图6是用以显示该气体气泡于负压区产生的示意图。图中标号说明141纯水流20 船体30喷水推进装置31动力引擎32螺旋桨321轴向中空管322 内端33导水通道34 喷嘴341缩小出口管径
342 出口端35导向喷嘴40气体释出口 50气体导入装置51导气管体52 进气口60 气泡70加压装置71控制阀F轴向水流
具体实施例方式以下针对本发明上述技术特征提供较佳实施例；但是，船舶种类繁多，且形状及构造皆不完全相同，因此虽仅列举一较佳实施例加以说明，但其所运用的技术手段则相同，因此其余的船型，容不逐一赘述。首先，请参阅图3 图5所示，其中图3所示是揭示本发明的水流流经喷嘴的示意图，用以与图2现有的喷嘴的纯水流141作比较，其除了具有纯水流141外，更包括形成众多的气泡60。图4、图5则揭示本发明一较佳可行实施例，其实施步骤及具体构造包含a)提供一船体20，此船体不限定种类或外形，但其预定位置装设有一喷水推进装置30，其包括一动力引擎31，用以带动一螺旋桨32，一供该螺旋桨32容置其中的导水通道33，及一设于该导水通道33出口端的喷嘴34所构成，并以该螺旋桨32作用于水中，使该导水通道33内形成一高速轴向水流F，且如图5、图6所示，该喷嘴34具有缩小出口管径341。在一较佳实施例中，该喷嘴34的出口端342更包括设有一导向喷嘴35 ;但以上属喷水推进装置30的基本构造，容不赘述。b)本发明在上述喷水推进装置30内于该高速轴向水流F通过的区域，设有至少一个以上的气体释出口 40 ;例如导水通道33、喷嘴34或导向喷嘴35的其中任一位置，设有至少一个的气体释出口 40，此外，该螺旋桨32亦可设有一轴向中空管321，该轴向中空管321的内端322与该导气管体51连接，而外侧端设有连通且形成于该螺旋桨32表面的气体释出口 40。图5、图6所揭示，是于上述四个构件的管壁皆有气体释出口 40，但不限定于此；亦即在其中任一构件装设气体释出口 40皆可，而在一最佳实施例中，该气体释出口 40设在该喷嘴34接近出口端342的位置，因为喷嘴34在此一位置的水流较快。且本发明所揭露的气体释出口 40，可为圆孔状，但不限定于此，其亦可为其它型体。又，本实施例中，该气体释出口 40呈向后倾斜状，此为较佳实施例，但不限定于此。在一实验中得知，该气体释出口40如垂直于管壁而设置，亦可实施，即高速水流亦能于该气体释出口 40产生负压吸力。c)进一步，提供一气体导入装置50，其包括至少一导气管体51，如图4所示，该导气管体51上端具有一进气口 52而设在该船体20预定处，例如在船体20内或高吃水线(WL)上。而下段部连接至该导水通道33或/及该喷嘴34或/及该导向喷嘴35的璧面的气体释出口 40 ;亦可连接至该螺旋桨32的轴向中空管321，此可依船型及需求来设置。
d)运用伯努利原理(Bernoulli’s Principle),以该喷水推进装置30内于该高速轴向水流F通过的区域，于该气体释出口 40形成负压，利用此一负压来吸入气体。由于螺旋桨32转动时，其所产生的高速轴向水流F的速度极快，因此可以在气体释出口 40产生很大的负压吸力，而这种气体的导入方法完全不用动力，只要螺旋桨32转动，即可将气体导入，非常节省能源。e)前述气体经由该导气管体51流入该气体释出口 40释出与水混合后，形成众多的气泡60。f)依据气体的可压缩性原理，本发明利用该喷嘴34的缩小出口管径341所构成的体压缩器功能，使上述导入的气泡60受到压缩而体积变小，再于流出该喷嘴34时，利用内、外压力差变化而瞬间膨胀变大，据以增加该喷水推进装置30的推力。申言之，由该螺旋桨32所送出的高速轴向水流F，流经该喷嘴34的缩小出口管径341，使水的流速加快，喷嘴口压力增大，由气体释出口 40吸入的气体气泡因受压力压缩而 体积变小，当受压力压缩的气体气泡随水流流至出口端342时，四周的水压变小；因此形成图3所示，受压力压缩的气泡60体积，随水压变小而瞬间膨胀变大，进而使得轴向水流F的反作用力增大；是以，可以增加喷水推进装置30的推力。亦即，本发明上述的技术手段，巧妙利用I.伯努利原理闻速流体使周围广生负压。2.气体的可压缩性原理及波以尔定律(Boyle’ s law):可压缩性气体的体积与施加的压力成反比，即P1V1 = P2V2,当压力增大则体积变小，压力减小则体积变大。例如2PJV! = 1P22V2。3.气体压缩器水有不可压缩性，但水中含有气泡则变为可压缩性；而该喷嘴的缩小出口管径341对于流经的气泡60而言，就是一个自然的气体压缩器。经由上述技术手段，使得本发明导入气体气泡，仅须在喷水推进装置30的高速水流区设置该气体释出口 40即可，无须任何动力，非常节省能源及成本。纵然须要加压注入气体，亦能以少量的动力即可获得数倍的动力效果。如图4所示，该气体导入装置50可利用辅助方式导入气体，包括废气利用，以引擎废气或蒸汽涡轮尾气等低压气体，送入该导气管体51内。因此属于资源回收再利用，不会增加资源及增加成本。又本发明如须要加压注入气体，则可利用船体20内原有的资源，例如该气体导入装置50的导气管体51包括设有一加压装置70及一控制阀71，该加压装置70可由该船体20的空压机、鼓风机、引擎、蒸汽涡轮或涡轮增压器等其中任一所构成，以加压方式将高压气体送入该导气管体51内，再从该气体释出口 40释出，可获得更高的推进动力效果，如此能以少量的动力即可获得数倍的动力效果。是以，本发明巧妙运用伯努利原理及气体的可压缩性原理，以及利用该喷嘴的缩小出口管径所构成的气体压缩器功能，仅以一气体导入装置及负压吸力，即可导入气体气泡来增进推力，具有节省能源成本的功效增进。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。综上所述，本发明在结构设计、使用实用性及成本效益上，完全符合产业发展所需，且所揭示的结构亦是具有前所未有的创新构造，具有新颖性、创造性、实用性，符合有关发明专利要件的规定，故依法提起申请。·
权利要求
1.一种喷水推进装置增加推力的方法，尤指一种利用导入的气体，使喷水推进装置增加推力的方法，其特征在于，包括 a)提供一船体，其预定位置装设有一喷水推进装置，其包括一动力引擎，用以带动一螺旋桨，一供该螺旋桨容置其中的导水通道，及一设于该导水通道出口端的喷嘴所构成，并以该螺旋桨作用于水中，使该导水通道内形成一高速轴向水流，且该喷嘴具有缩小出口管径; b)在该喷水推进装置内于该高速轴向水流通过的区域，设有至少一个以上的气体释出Π ； c)提供一气体导入装置，其包括至少一导气管体，该导气管体上端具有一进气口而设 在该船体预定处，而下段部连接至该气体释出口 ； d)运用伯努利原理以该喷水推进装置内的高速轴向水流，于该气体释出口形成负压，来吸入气体； e)前述气体经由该导气管体流入该气体释出口释出与水混合后，形成众多的气泡； f)依据气体的可压缩性原理，利用该喷嘴的缩小出口管径所构成的气体压缩器功能，使上述导入的气泡受到压缩而体积变小，再于流出该喷嘴时，利用内、外压力差变化而瞬间膨胀变大，使反作用力增大，据以增加该喷水推进装置的推力。
2.根据权利要求I所述的喷水推进装置增加推力的方法，其特征在于，所述气体释出口可设在所述导水通道的壁面，供所述导气管体连接。
3.根据权利要求I所述的喷水推进装置增加推力的方法，其特征在于，所述气体释出口可设在所述喷嘴的壁面，供所述导气管体连接。
4.根据权利要求I所述的喷水推进装置增加推力的方法，其特征在于，所述喷嘴尾端具有一导向喷嘴，所述气体释出口设在该导向喷嘴的壁面，供所述导气管体连接。
5.根据权利要求I所述的喷水推进装置增加推力的方法，其特征在于，所述螺旋桨设有一轴向中空管，该中空管的内端与所述导气管体连接，而外侧端设有连通且形成于所述螺旋桨表面的气体释出口。
6.根据权利要求I所述的喷水推进装置增加推力的方法，其特征在于，所述导气管体上端的进气口设在所述船体内或高于吃水线上。
7.根据权利要求6所述的喷水推进装置增加推力的方法，其特征在于，所述气体导入装置进一步利用辅助方式导入气体，包括废气利用，以引擎废气或蒸汽涡轮尾气等低压气体,送入所述导气管体内。
8.根据权利要求7所述的喷水推进装置增加推力的方法，其特征在于，所述气体导入装置更设有一加压装置，其由所述船体的空压机、鼓风机、引擎、蒸汽涡轮或涡轮增压器其中任一所构成，以加压方式将高压气体送入该导气管体内。
全文摘要
一种喷水推进装置增加推力的方法，尤指一种利用导入的气体，使喷水推进装置增加推力的方法，包括提供一船体，其预定位置装有一喷水推进装置，包括一动力引擎，用以带动一螺旋桨，一供螺旋桨容置其中的导水通道，及一设于导水通道出口端的喷嘴构成；在喷水推进装置内于高速轴向水流通过的区域，设有至少一个以上的气体释出口；提供一气体导入装置，包括至少一导气管体，其上端有一进气口而设在船体预定处，而下段部连接至气体释出口；运用伯努利原理以喷水推进装置内的高速轴向水流，于气体释出口形成负压，来吸入气体；气体经由导气管体流入气体释出口释出与水混合后，形成众多的气泡。本发明以负压来导入气体，进而达到增进推力的功效。
文档编号B63H5/07GK102951279SQ20111023585
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月17日 优先权日2011年8月17日
发明者林瑞麟 申请人:林瑞麟